專利名稱：大功率低速柴油機(jī)活塞桿的表面硬化處理方法
大功率低速柴油機(jī)活塞桿的表面硬化處理方法技術(shù)領(lǐng)城本發(fā)明是關(guān)于大功率低速船用柴油機(jī)活l^f表面感應(yīng)加 熱淬火方法。
背景技術(shù)：
活塞桿是低速柴油機(jī)的關(guān)鍵部件，柴油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，其上端在 氣缸內(nèi)運(yùn)動(dòng)，下端與連桿連接，工作條件要求活塞桿表面具有較高硬度 和耐磨性。因此，進(jìn)行表面硬化處理。傳統(tǒng)的工藝方法是火焰加熱淬火， 浪費(fèi)能源，活塞桿變形4艮大，對(duì)后面的加工造成困難。如果選用感應(yīng)加 熱淬火，按照已有的處理方法和已有的感應(yīng)器，不能直接用于大功率低 速船用柴油機(jī)活:i^這樣直徑0195—(D365mm、長(zhǎng)度2500~4200mm大型 工件，更主要是不足之處是加熱不均勻，還會(huì)造成變形量較大，表面硬 度不均，有軟帶。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決火焰淬火變形比較大、能耗大，或感應(yīng)淬火局 部加熱不均勻的缺點(diǎn)，提供一種加熱均勻，沒(méi)有軟帶，變形量控制在 <0.4mm的大功率低速柴油機(jī)活塞4f表面感應(yīng)淬火硬化處理方法。本發(fā)明大功率低速柴油機(jī)活塞桿的表面硬化處理方法，是用中頻淬 火設(shè)備的感應(yīng)器對(duì)活l^f的表面連續(xù)感應(yīng)加熱900^940。C后立即用水噴 淋冷卻淬火，再對(duì)活塞桿的加熱200-270t回火，其特征在于在感應(yīng)器 相對(duì)活塞桿縱向相對(duì)移動(dòng)連續(xù)加熱并用水噴淋的同時(shí)，活塞桿以縱向中 心為回轉(zhuǎn)中心相對(duì)感應(yīng)器連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣本發(fā)明采用中頻感應(yīng)加熱淬火 效率高、環(huán)保的同時(shí)，采用被加熱體活塞桿相對(duì)感應(yīng)器的旋轉(zhuǎn)，保證了 對(duì)活塞桿表面的均勻加熱和均勻的淬火。特別是本發(fā)明大功率低速柴油 機(jī)活塞桿的表面硬化處理方法，在活敘f淬火面的直徑0195—(D365mm, 長(zhǎng)度250(K"4200mm范圍，感應(yīng)器以80^200mm/min的速度相對(duì)活塞桿 縱向移動(dòng)，活敘f以30rad/min—60rad/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，更能保證大型活 塞桿工件達(dá)到最佳淬火效果，并有利以后的機(jī)械加工量減少和回火處理 簡(jiǎn)便。同時(shí)，本發(fā)明大功率低速柴油機(jī)活塞桿表面硬化處理方法，在上 述技術(shù)基礎(chǔ)之上，感應(yīng)器由左右兩個(gè)半圓弧形空心管部分對(duì)接在活塞桿 周圍而成，噴淋水通過(guò)感應(yīng)器的兩個(gè)空心管，并分別從均勻分布在兩個(gè)
空心管并呈45°內(nèi)側(cè)下邊緣位置的噴水孔向下項(xiàng)內(nèi)傾斜地噴淋在活塞桿 周圍，更適合兩端徑向尺寸大于主桿直徑的大型活敘干的中頻淬火處理。


附圖表示了本發(fā)明大功率低速柴油機(jī)活塞桿的表面硬化 處理方法所用的感應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖1是感應(yīng)器主視圖，圖2 是感應(yīng)器的左視圖，圖3是感應(yīng)器底座A向局部視圖，圖4是感應(yīng)器兩 個(gè)半圓孤形空心管兩端的噴水孔位置E向局部剖視圖，圖5是感應(yīng)器的 空心管橫截面C一C局部剖視圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一、 一種本發(fā)明大功率低速柴油機(jī)活塞桿的表面硬化處理方 法及感應(yīng)器，具體通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)1、 感應(yīng)器的制作感應(yīng)器采用030紫銅棒，有左右兩個(gè)半圓部分組成，內(nèi)部為空心的 通道并連通有進(jìn)水管1和出水管11,在感應(yīng)器的兩個(gè)進(jìn)水管位置安裝減 壓分配擋板5，噴水孔6的位置設(shè)在感應(yīng)器內(nèi)側(cè)下邊緣向下、向內(nèi)45°位 置鉆眼，形成連續(xù)分布的噴水孔，噴水孔直徑01.5mm，間距4mm。同時(shí) 兩半感應(yīng)器前部靠近結(jié)合部位噴水孔8同時(shí)向結(jié)合部位傾斜45。鉆眼， 保證冷卻水均勻噴到結(jié)合部位相對(duì)的活塞桿表面。2、 活敘f的加熱活敘干直立設(shè)置在基座及機(jī)架；在活塞桿下端周 圍安裝感應(yīng)器，感應(yīng)器的兩個(gè)半圓弧形空心管一端通過(guò)相對(duì)的連板連4妄 在一起，用螺栓連接件穿過(guò)連板的連接孔9連接固定；兩個(gè)半圃弧形空心 管另一端2分別通過(guò)各自的連接極板3與中頻淬火設(shè)備的中頻輸出端用螺 4丁連接。感應(yīng)器以8a~200mm/min的速度從下向上相對(duì)活塞^f移動(dòng)而連 續(xù)加熱活塞桿；同時(shí)活塞桿隨著基座的底盤(pán)以縱向中心相對(duì)感應(yīng)器轉(zhuǎn)動(dòng)，形成對(duì)表面均勻的加熱。3、 活敘干的冷卻淬火使用循環(huán)水作為冷卻介質(zhì)，循環(huán)水通過(guò)感應(yīng) 器進(jìn)水管進(jìn)入感應(yīng)器內(nèi)，部分水通過(guò)噴水孔，在活塞桿加熱溫度達(dá)到900 一940。C時(shí)，連續(xù)噴水冷卻淬火；部分冷卻水從出水管流出回到水源，再 循環(huán)。4、 活塞桿的回火活塞桿淬火后，再進(jìn)行回火處理，回火溫度為 230—270。C ,時(shí)間4-6小時(shí)，空氣冷卻。這樣感應(yīng)器的上下移動(dòng)的速度與活塞桿的轉(zhuǎn)動(dòng)速度匹配適當(dāng)，淬火
后活塞桿表面沒(méi)有明顯軟帶。 實(shí)施例二、一種本發(fā)明大功率低速柴油機(jī)活塞桿的表面硬化處理方法，以低速船用柴油機(jī)50MC的外經(jīng)為200毫米活塞桿為例，(1)連續(xù)加熱活塞才干 直立設(shè)置在基座可以轉(zhuǎn)動(dòng)的底盤(pán)上，上端中心定位孔設(shè)置在機(jī)架頂錐下； 在活塞桿下端周圍安裝感應(yīng)器，感應(yīng)器從下向上行走速度180mm/min， 活塞桿以40md/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，連續(xù)加熱活塞桿，表面溫度達(dá)到920。C; (2)冷卻使用循環(huán)水作為冷卻介質(zhì)，在活敘f加熱溫度達(dá)到920t時(shí)， 感應(yīng)器內(nèi)的冷卻水通過(guò)噴水孔連續(xù)噴水到加熱后的活塞桿表面，進(jìn)行冷 卻淬火；(3)回火再將活敘干放入回火加熱爐內(nèi)進(jìn)行回火加熱，回火溫 度為240。C，時(shí)間4小時(shí)，隨后空氣冷卻。無(wú)論是表面的硬度，淬硬層深 度，還是組織完全可以達(dá)到設(shè)計(jì)和工藝要求。 實(shí)施例三一種本發(fā)明大功率低速柴油機(jī)活塞桿的表面硬化處理方法，以低速 船用柴油機(jī)70MC的外經(jīng)為270毫米的活塞桿為例，(1)連續(xù)加熱安裝 感應(yīng)器，感應(yīng)器行走速度140mm/min,活塞桿以50md/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)， 連續(xù)加熱活:i^干溫度達(dá)到930°C; (2)冷卻使用循環(huán)水作為冷卻介質(zhì)， 在活塞軒加熱溫度達(dá)到930t時(shí)，連續(xù)噴水冷卻；(3)回火回火溫度為 230°C,時(shí)間4小時(shí)，空氣冷卻。無(wú)論是表面的硬度，淬硬層深度，還是 組織完全可以達(dá)到圖紙和工藝要求。實(shí)施例四一種本發(fā)明大功率低速柴油機(jī)活塞桿的表面硬化處理方法，以低速 船用柴油機(jī)活斜干為例，(1)連續(xù)加熱活塞桿直立設(shè)置在基座可以轉(zhuǎn)動(dòng) 的底盤(pán)上，上端中心定位孔設(shè)置在機(jī)架頂錐下；在活塞桿下端周圍安裝 內(nèi)徑為280毫米的感應(yīng)器，感應(yīng)器向上行走速度120mm/min，活勤干以 60rad/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，連續(xù)加熱活塞桿溫度達(dá)到930°C; (2)冷卻使 用感應(yīng)器內(nèi)的循環(huán)水作為冷卻介質(zhì)，在活敘f加熱溫度達(dá)到93(TC時(shí)，從 連續(xù)分布的噴水孔連續(xù)噴水冷卻淬火；(3)回火再加熱回火，溫度為 210°C，時(shí)間4小時(shí)，而后空氣冷卻。無(wú)論是表面的硬度，淬硬層深度， 還是組織完全可以達(dá)到設(shè)計(jì)和工藝要求；表面硬度均勻，沒(méi)有區(qū)域性的 硬度低于平均硬度的現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1、一種大功率低速柴油機(jī)活塞桿的表面硬化處理方法，是用中頻淬火設(shè)備的感應(yīng)器對(duì)活塞桿的表面連續(xù)感應(yīng)加熱900-940℃后立即用水噴淋冷卻淬火，再對(duì)活塞桿加熱至200-270℃回火，其特征在于在感應(yīng)器相對(duì)活塞桿縱向相對(duì)移動(dòng)連續(xù)加熱并用水噴淋的同時(shí)，活塞桿以縱向中心為回轉(zhuǎn)中心相對(duì)感應(yīng)器連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率低速柴油機(jī)活塞桿的表面硬化處理方法，其 特征在于活塞桿淬火面的直徑。195—①365mm，長(zhǎng)度2500—4200mm范圍，感應(yīng)器 以80_200mm/min的速度相對(duì)活塞桿縱向移動(dòng)，活塞桿以30rad/min—60rad/min 的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述大功率低速柴油機(jī)活塞桿表面硬化處理方法，其特征 在于感應(yīng)器由左右兩個(gè)半圓弧形空心管部分對(duì)接在活塞桿周圍而成，噴淋水通過(guò) 感應(yīng)器的兩個(gè)空心管，并分別從均勻分布在兩個(gè)空心管并呈45°內(nèi)側(cè)下邊緣位置的 噴水孔向下向內(nèi)傾斜地噴淋在活塞桿周圍。
4、 大功率低速柴油機(jī)活塞桿表面硬化處理設(shè)備，有基座、設(shè)置在基座的升降 機(jī)構(gòu)、中頻發(fā)生器及通過(guò)導(dǎo)線聯(lián)接的感應(yīng)器，感應(yīng)器設(shè)置在升降機(jī)構(gòu)，其特征在于-基座上方還帶有延伸的支架，支架的上端有與基座的底盤(pán)相對(duì)頂尖，基座的底盤(pán)帶 有轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述大功率低速柴油機(jī)活塞桿表面硬化處理設(shè)備，其特征 在于感應(yīng)器由左右兩個(gè)半圓弧形空心管部分對(duì)接在活塞桿周圍， 一端帶有連接電 極且對(duì)接面之間夾有絕緣板。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述大功率低速柴油機(jī)活塞桿表面硬化處理設(shè)備，其 特征在于噴淋水通過(guò)感應(yīng)器的兩個(gè)空心管分別帶有進(jìn)水管并安裝有減壓分配器， 感應(yīng)器內(nèi)側(cè)下邊緣位置向內(nèi)傾斜45。開(kāi)有噴水孔。
全文摘要
大功率低速柴油機(jī)活塞桿的表面硬化處理方法，用中頻淬火設(shè)備的感應(yīng)器對(duì)活塞桿的表面連續(xù)感應(yīng)加熱900-940℃后立即用水噴淋冷卻淬火，再對(duì)活塞桿加熱至200-270℃回火；在感應(yīng)器對(duì)活塞桿縱向相對(duì)移動(dòng)連續(xù)加熱并用水噴淋的同時(shí)，活塞桿以縱向中心為回轉(zhuǎn)中心相對(duì)感應(yīng)器連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣本發(fā)明采用中頻感應(yīng)加熱淬火效率高、環(huán)保的同時(shí)，采用被加熱體活塞桿相對(duì)感應(yīng)器的旋轉(zhuǎn)，保證了對(duì)活塞桿表面更加均勻加熱和淬火；表面的硬度，淬硬層深度，組織完全可以達(dá)到要求。
文檔編號(hào)C21D1/10GK101148688SQ20061004785
公開(kāi)日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2006年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月19日
發(fā)明者盧春玲, 宋奎元, 楊德睿, 王金來(lái) 申請(qǐng)人:大連船用柴油機(jī)廠